【Combat Cloud】美空軍云協(xié)同作戰(zhàn)能力概述

1、【CombatCloud】美空軍云協(xié)同作戰(zhàn)能力概述本期導讀：長期以來，美國五角大樓一直憧憬著實現(xiàn)海上戰(zhàn)艦、作戰(zhàn)飛機和空間衛(wèi)星的實時數(shù)據(jù)共享，但因受到各種瓶頸的制約，一直無法順利實現(xiàn)這一作戰(zhàn)愿景。近來，美國空軍空戰(zhàn)司令部邁克霍斯蒂奇將軍提出了全新的“作戰(zhàn)云”概念，嘗試將日益成熟的“云計算”引入到協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域，力求將網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的作戰(zhàn)思想演進為全新的“作戰(zhàn)云”信息融合理念，讓各平臺之間具有更廣泛的“對話”能力，從而實現(xiàn)各軍種之間戰(zhàn)術(shù)信息的互聯(lián)互通。美國航空周刊在解讀這一概念時，根據(jù)美國空軍和工業(yè)界提供的信息，繪制了一幅“作戰(zhàn)云”的想象圖（即本期封面圖片），為外界更好地解讀“作戰(zhàn)云”概念提供了參考。本

2、文亦嘗試從“作戰(zhàn)云”特征及作戰(zhàn)影響進一步分析云協(xié)同作戰(zhàn)這一概念。美國航空周刊繪制的“作戰(zhàn)云”想象圖2015年美國空軍協(xié)會空戰(zhàn)研討會上，美軍擬將云協(xié)同作戰(zhàn)能力作為第三次抵消戰(zhàn)略的能力基礎(chǔ)，這對美空軍作戰(zhàn)理念、作戰(zhàn)樣式和裝備體系建設(shè)產(chǎn)生深遠變革影響。美國空軍協(xié)會空戰(zhàn)研討會：戰(zhàn)斗云下一個抵消戰(zhàn)略時長40分鐘38秒云協(xié)同作戰(zhàn)是大數(shù)據(jù)、云計算概念在協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域的新應(yīng)用，是網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的進一步演進，其核心是整合陸、海、空、天、賽博等多維作戰(zhàn)力量，各作戰(zhàn)平臺、傳感器、武器系統(tǒng)組成虛擬存在的“云”，在體系層面實現(xiàn)戰(zhàn)場資源的動態(tài)高效管控及海量信息高速、實時、分布式處理與共享，構(gòu)建跨域、跨軍種、分布式、網(wǎng)絡(luò)化的“云

3、殺傷”協(xié)同作戰(zhàn)能力。云協(xié)同作戰(zhàn)是網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的進一步演進目前，美空軍提出的“作戰(zhàn)云”（CombatCloud）概念已具備云協(xié)同特征。一、美空軍“作戰(zhàn)云”計劃2013年，美空軍提出“作戰(zhàn)云”概念，核心理念是海、空、天、網(wǎng)絡(luò)層的跨域協(xié)同，強調(diào)多域虛擬存在、高度融合與自然聚散。“作戰(zhàn)云”概念，核心理念是海、空、天、網(wǎng)絡(luò)層的跨域協(xié)同，強調(diào)多域虛擬存在、高度融合與自然聚散“作戰(zhàn)云”概念的背景是F-22與F-15、F-16、F-35之間無法實現(xiàn)態(tài)勢共享。為解決F-22的“信息孤島”問題，美空軍提出三種方案，分別為“泰龍海特”（TalonHate）中繼吊艙（2015年，美空軍已接收首批4部吊艙）、“變色龍”新

4、通信波形（無需網(wǎng)關(guān)可直接實現(xiàn)F-22與F-35的通信）、“自由550”雙波段系統(tǒng)（2014年3月演示了IFDL、MADL與Link-16之間的單向編譯能力）。搭載TalonHate吊艙的F-15C效果圖解決了F-22與F-35、F-15、F-16等各型飛機的數(shù)據(jù)共享問題，可充分發(fā)揮F-22的信息感知優(yōu)勢，提高四代機、五代機之間的協(xié)同作戰(zhàn)能力。在此基礎(chǔ)上，美空軍提出“作戰(zhàn)云”概念，海上、空中、太空各平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和跨域協(xié)同，每個平臺作為一個節(jié)點，可向云端提供信息或從云端下載所需信息。通過TalonHate吊艙，四代機F-15可以和五代機F-22建立有效的通信鏈路2014年，美空軍將“作戰(zhàn)云”概

5、念定義為情報/偵察/監(jiān)視、打擊、機動、保障綜合體，在靈活作戰(zhàn)框架內(nèi)實現(xiàn)當前、未來的海上、空中、空間和網(wǎng)絡(luò)等能力的綜合一體化。美國防部計劃將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進化到“戰(zhàn)斗云”二、“作戰(zhàn)云”特征（1）動態(tài)化、虛擬化資源池“作戰(zhàn)云”將地理分散的各作戰(zhàn)平臺、傳感器、武器系統(tǒng)、各類數(shù)據(jù)等戰(zhàn)場資源相互鏈接，構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)場資源池。資源池具備分布網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、動態(tài)自組織接入、按需訪問等特征，節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)拓撲存在高機動性，每個節(jié)點可自由出云入云，且具備輸入輸出特性，既向云端提供信息與服務(wù)，也從云端獲取信息與服務(wù)，且可根據(jù)特定作戰(zhàn)任務(wù)需求，進行動態(tài)資源分配。因此，云端呈虛擬形態(tài)，不存在具體形式，但又無處不在?！皯?zhàn)斗云

6、”將構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)場資源池（2）云融合“作戰(zhàn)云”的本質(zhì)是融合，基于云技術(shù)實現(xiàn)戰(zhàn)場資源整合管控，實現(xiàn)地域、空域、時間域分散的各有源、無源傳感器協(xié)同探測，完成戰(zhàn)場態(tài)勢實時共享和決策支持，縮短戰(zhàn)術(shù)決策時間，提升單元要素間的協(xié)同能力與整體殺傷效能。“作戰(zhàn)云”的戰(zhàn)場資源整合管控將比CEC更進一步（3）分布式“云殺傷鏈”“作戰(zhàn)云”打破了作戰(zhàn)平臺、傳感器、武器系統(tǒng)之間的硬鏈接，以松耦合方式構(gòu)建“探測-跟蹤-決策-打擊-評估”的完整“云殺傷鏈”。通過戰(zhàn)場資源的高效管控、目標數(shù)據(jù)的實時處理分發(fā)共享，在云端完成目標探測跟蹤、數(shù)據(jù)融合、目標指派、火力分配、火控制導、毀傷評估等作戰(zhàn)流，各平臺無需本平臺傳感器數(shù)據(jù)進行

7、目標引導跟蹤，也無需發(fā)射本平臺武器即可完成目標攻擊，從而實現(xiàn)對超視距目標的先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊、先敵摧毀。美國空軍設(shè)想優(yōu)化后的殺傷鏈最終狀態(tài)鎖定在小于2分鐘三、云協(xié)同作戰(zhàn)影響與傳統(tǒng)的多平臺協(xié)同相比，“作戰(zhàn)云”概念采用類似“云計算”技術(shù)，從體系層面實現(xiàn)陸、海、空、天各作戰(zhàn)域的戰(zhàn)場資源整合，匯聚成“云”，完成戰(zhàn)場數(shù)據(jù)的網(wǎng)狀交互，具備全域性、分布式、網(wǎng)絡(luò)化特點，將對未來的空戰(zhàn)體系產(chǎn)生深遠影響?！皯?zhàn)斗云”體系層面實現(xiàn)陸、海、空、天各作戰(zhàn)域的戰(zhàn)場資源整合（1）云空戰(zhàn)體系各域作戰(zhàn)平臺通過云端實現(xiàn)互聯(lián)互通，云作戰(zhàn)體系呈現(xiàn)虛擬化、無形化趨勢。每個平臺作為一個云節(jié)點，既向云端提供信息，也從云端獲取信息，目標探測跟

8、蹤數(shù)據(jù)在云端實時共享，融合成火控級的目標航跡，云端各平臺可向戰(zhàn)機發(fā)送發(fā)射指令，目標照射和導彈制導也可由第三方完成。因此，整個云作戰(zhàn)體系具備自我修復功能，即使單個平臺或局部平臺被擊毀，也不會造成整個作戰(zhàn)體系的瓦解。云作戰(zhàn)體系加速了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)時代的“偵、控、打、評”全流程（2）分布式常態(tài)空戰(zhàn)模式當前各域平臺之間的信息共享有限，空戰(zhàn)模式仍采用集中指揮、分散執(zhí)行的線性模式?；谠茀f(xié)同技術(shù)，各域平臺可隨時入“云”出“云”，提供數(shù)據(jù)或從云中獲取信息，具備即插即用和自然聚散特性，構(gòu)建出靈活多樣的動態(tài)“蜂窩式”力量結(jié)構(gòu)和分布式作戰(zhàn)樣式。基于云協(xié)同技術(shù)，各域平臺可隨時入“云”出“云”（3）有人/無人協(xié)同成為常態(tài)

9、編隊形式在云協(xié)同環(huán)境下，載荷量較小、但智能化程度不斷提升的無人機將從戰(zhàn)場支援角色轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝^察-確定-決策-行動”（OODA）作戰(zhàn)鏈的全程參與者甚至主導者，云端將呈現(xiàn)無人機與有人機的常態(tài)化混合編隊協(xié)同作戰(zhàn)形式。在五代機論證中，美軍曾考慮分別設(shè)計有人版和無人版，構(gòu)建無人-有人編隊，共同執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)任務(wù)。在云協(xié)同環(huán)境下，有人/無人協(xié)同將成為常態(tài)編隊形式（4）多樣化協(xié)同空戰(zhàn)樣式借助云協(xié)同技術(shù)，空戰(zhàn)樣式將呈現(xiàn)更加的多樣化，實現(xiàn)作戰(zhàn)平臺、傳感器、武器系統(tǒng)等空戰(zhàn)資源的聚合優(yōu)化與空戰(zhàn)效能的最大化。典型空戰(zhàn)樣式包括：精確提示、遠程發(fā)射、遠程交戰(zhàn)、制導交接、云作戰(zhàn)等。其中，云作戰(zhàn)樣式中，云中任意一架或多架飛機完成目標

10、探測跟蹤，數(shù)據(jù)上傳至云端，融合為火控級目標航跡，由云端選擇最適合發(fā)射的平臺完成導彈發(fā)射，隨后云端分配一架戰(zhàn)機全程制導或多架飛機接力照射目標，更新目標數(shù)據(jù)，發(fā)送導彈修正指令，完成導彈接力制導。借助云協(xié)同技術(shù)，空戰(zhàn)樣式將呈現(xiàn)更加的多樣化這種最優(yōu)化空戰(zhàn)資源的云作戰(zhàn)樣式將是未來的主流空戰(zhàn)模式。對于雷達而言，通過多平臺的綜合信息融合，提升多孔徑協(xié)同探測能力，可實現(xiàn)對四代機或未來五代機的群體對抗優(yōu)勢。不過，由于云端作戰(zhàn)平臺數(shù)量的動態(tài)變化，平臺種類的多樣化，數(shù)據(jù)類型的復雜化，整個云網(wǎng)絡(luò)需具備高速運算和實時分發(fā)共享能力。延伸閱讀：美軍“戰(zhàn)斗云”概念漸成型或成未來作戰(zhàn)新常態(tài)據(jù)美國飛行國際8月4日報道，諾斯羅普格

11、魯曼公司（以下簡稱“諾格公司”）已拓展了“戰(zhàn)場機載通信系統(tǒng)節(jié)點”（BACN）能力。在此基礎(chǔ)上，企業(yè)機載網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)（EAGN）有望使所謂的“戰(zhàn)斗云”成為作戰(zhàn)常態(tài)。據(jù)悉，BACN以EQ-4“全球鷹”無人機和E-11A“全球快車”飛機為平臺，旨在解決美軍和盟軍之間在阿富汗山區(qū)超視距語音通信中繼和數(shù)據(jù)交換的需要。美空軍正在探索高冗余、安全的機載網(wǎng)絡(luò)企業(yè)需求，將其“戰(zhàn)斗云”概念變?yōu)楝F(xiàn)實。諾格公司基于BACN和智能節(jié)點吊艙搭建的空基信息網(wǎng)絡(luò)讓各種武器“聯(lián)起來”的“戰(zhàn)斗云”概念所謂“戰(zhàn)斗云”，是五角大樓設(shè)想的在各種各樣的艦艇、飛機和衛(wèi)星之間分享數(shù)據(jù)的情景，這是五角大樓一直追尋但還沒有實現(xiàn)的計劃。盡管五角大樓在

12、這個方面的工作時斷時續(xù)，而一位退役的美國空軍軍官正受命將各個軍種、工業(yè)部門和學術(shù)界的相關(guān)方面捏合在一起以形成和加入云。所謂“戰(zhàn)斗云”，是五角大樓設(shè)想的在各種各樣的艦艇、飛機和衛(wèi)星之間分享數(shù)據(jù)的情景目前，美國空軍最為昂貴的隱身飛機不能與其他平臺進行信息交換，這會導致那些高投入的系統(tǒng)互相排斥，這也就是其正在努力解決的所謂“五代機對四代機”的問題。與此同時，還有一個目標更為宏大，目光不僅僅停留在將美國空軍隱身機群（如F-22A、B-2、F-35與其他機群連接的層次上，而是要形成一個包羅萬象的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一個包括了戰(zhàn)斗機、情報飛機、衛(wèi)星、艦艇和直升機在內(nèi)的云。各個平臺都是其中的一個節(jié)點，既向云中上傳信息

13、，也從云中下載信息，即使在作戰(zhàn)的時候也是如此?？哲婎A(yù)計，云的實現(xiàn)可能需要10年甚至更長的時間。美軍的第五代戰(zhàn)機及隱身戰(zhàn)機與其他平臺進行信息交換存在困難云的實現(xiàn)會需要若干步驟。美海軍目前正在實施其”海軍綜合火控防空一體化“計劃，將它的艦艇和飛機聯(lián)網(wǎng)以保護其海上裝備。同時，美國海軍陸戰(zhàn)隊也在推進其陸戰(zhàn)隊空地特遣部隊的聯(lián)網(wǎng)。然而，主要擔負奪取制空權(quán)責任的美國空軍卻處境尷尬，因為空軍的機群要承擔多方面的任務(wù)，卻不能互聯(lián)。位于馬薩諸塞州漢斯科姆空軍基地的美空軍電子系統(tǒng)中心計劃在2014年10月底之前發(fā)布提供信息請求，請求工業(yè)部門提供四代機對五代機的網(wǎng)關(guān)信息，相應(yīng)的招標書草稿原本預(yù)計會在2015財年的第2

14、季度發(fā)出。美海軍目前正在實施的”海軍綜合火控防空一體化“計劃(NIFC-CA)旨在創(chuàng)建一個完整的殺傷鏈美空軍曾為了使在阿富汗作戰(zhàn)的裝備實現(xiàn)互聯(lián)，緊急開發(fā)了戰(zhàn)場機載通信節(jié)點有效載荷，供龐巴迪公司“全球快車”噴氣式飛機和“全球鷹”無人機使用，他們現(xiàn)在想繼續(xù)開發(fā)這樣的網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)隱身戰(zhàn)機與傳統(tǒng)機群的互聯(lián)。美國空軍接收首架裝備BACN的E-11A“全球快車”飛機時長46秒波音公司設(shè)計了用于五代機和四代機聯(lián)通的第一款吊艙TalonHate,作為網(wǎng)關(guān)和有限的空軍網(wǎng)絡(luò)的情報綜合節(jié)點使用，計劃裝在F-15戰(zhàn)斗機上以滿足太平洋空軍部隊的緊急需要。搭載TalonHate吊艙的F-15C效果圖TalonHate吊艙可

15、接收從F-22戰(zhàn)斗機飛行編隊內(nèi)部數(shù)據(jù)鏈傳送來的數(shù)據(jù),再通過LINK-16數(shù)據(jù)鏈或多功能信息分配系統(tǒng)傳送給空軍部隊的其他戰(zhàn)斗機和情報飛機。一個寬帶全球衛(wèi)星通信鏈路也可以加入TalonHate吊艙，以引入其他的保密數(shù)據(jù)源。吊艙以后還會增加紅外搜索和跟蹤能力。在聯(lián)合部隊進行反防空作戰(zhàn)的時候，F(xiàn)-22A戰(zhàn)斗機可以突破敵人的防空系統(tǒng)將其削弱，同時向后面的F-15戰(zhàn)斗機提供其獲取的目標數(shù)據(jù)。然而，TalonHate系統(tǒng)只能夠支持4個吊艙，因此會被空軍電子系統(tǒng)中心的四代機對五代機的網(wǎng)關(guān)取代。四代機對五代機的網(wǎng)關(guān)目標系統(tǒng)是多域自適應(yīng)處理系統(tǒng)，功能比普通網(wǎng)關(guān)更加廣泛。上述這些系統(tǒng)最終都會匯入由一位退役的美國空軍

16、中將提出的跨軍種多國“云”之中。未來高強度對抗環(huán)境中，航天系統(tǒng)或不靠譜而引發(fā)的憂慮在過去20年中，美國空軍已經(jīng)打造了一支強大的空中艦隊。在阿富汗和伊拉克，美國空軍將其天基的情報、監(jiān)視和偵察工具與實施精確打擊的武器裝備（包括轟炸機、戰(zhàn)斗機和無人機）進行互聯(lián)。但在高強度對抗的環(huán)境中把這些能力整合在一起就是另一回事了。對手可能會試圖阻止美國使用其航天系統(tǒng)，并攻擊美國的指揮與控制系統(tǒng)。為了保護美國的航天通信及指控系統(tǒng)，美國防工業(yè)界提出了多種方案盡管五角大樓提出的空海一體戰(zhàn)（ASB）概念提議把空中與海上部隊更緊密地整合起來，讓兩個軍種有機會討論如何更好地整合各自的能力，但空軍和海軍目前的航空現(xiàn)代化計劃顯

17、示：它們并不同步。用五角大樓的話說，提出最終解決方案存在風險，意味著它們沒有很好地協(xié)調(diào)。有人已提議空軍和海軍空中作戰(zhàn)部隊注意這一困境?？蘸Ｒ惑w戰(zhàn)(AirseaBattle,ASB)自提出以來已經(jīng)歷過多輪概念修改。2015年3月，美軍聯(lián)合參謀部以備忘錄的形式正式將“空海一體戰(zhàn)”概念更名為“全球公域介入與機動聯(lián)合”概念。在2014年4月戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心(CSBA)的報告中，該中心高級研究員馬克A岡辛格和前任美國空軍情報主管戴維A德普圖拉(退役中將)寫道，“是國防部認真考慮混合空中作戰(zhàn)部隊的時候了”。他們建議美國空軍和姊妹軍種重新思考舊習慣，把精力放在注重真實世界的安全問題和反介入/區(qū)域拒止(A2

18、/AD)威脅的工具和概念上。他們主張，遠程情報、監(jiān)視與偵察設(shè)備和攻擊機應(yīng)該成為重點，要實時適應(yīng)裝備精良的敵人使用網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、電子干擾和彈道導彈等工具。CSBA的報告中列舉了中國武器裝備所能覆蓋的威力范圍德普圖拉主張各軍種采用分散式空中作戰(zhàn)，配以能夠不斷進化的數(shù)據(jù)鏈、抗干擾通信系統(tǒng)和新的瞄準工具。這將有助于確保天基能力不會成為反介入/區(qū)域拒止作戰(zhàn)的依賴，并將促使空中、地面、海上和太空領(lǐng)域信息共享的飛躍。與網(wǎng)絡(luò)云相類似，德普圖拉將這一概念稱為“戰(zhàn)斗云”。它將結(jié)合有人和無人系統(tǒng)，利用隱形飛機、精確武器和先進指揮控制系統(tǒng)的優(yōu)勢，確保敵人單一的點攻擊不會癱瘓美國的作戰(zhàn)行動。這種努力也意味著有機會創(chuàng)造出模塊化

19、、規(guī)?；淖鲬?zhàn)能力，而不是迫使某種飛機或其他設(shè)備承擔越來越多的任務(wù)。中國軍網(wǎng)發(fā)布的美“空海一體戰(zhàn)”示意圖盡管這聽起來很遙遠，但有些能力已經(jīng)過了戰(zhàn)斗檢驗，特別是指揮與控制方面。最近的作戰(zhàn)行動展示了Link16數(shù)據(jù)鏈戰(zhàn)場機載通信節(jié)點、戰(zhàn)術(shù)瞄準網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其它系統(tǒng)的作用，盡管是在相對安全的作戰(zhàn)環(huán)境中即美國設(shè)備主宰了天空。然而，正如德普圖拉和其他人所指出的，這些系統(tǒng)的誕生并沒有將各軍種和各盟國的合作最大化?！皯?zhàn)斗云”方式將有助于解決這一問題，把潛在的能力空白最小化。目前，美國空軍把主要精力放在處理財政和結(jié)構(gòu)上的深重危機，艱難地決定未來十年保留和放棄何種能力。美國空軍領(lǐng)導層已經(jīng)明確指出空軍應(yīng)做怎樣的戰(zhàn)斗準

20、備，而戰(zhàn)斗云似乎正是為此量身定制的。在馬克A威爾士三世上將2012年8月?lián)慰哲妳⒅\長以后，就開始處理空軍在現(xiàn)代化和重置方面的艱難抉擇。威爾士在上任之初就提出了明確的指導原則：美國空軍不會喪失在激烈、高強度沖突中的戰(zhàn)斗能力，因為這代表了空軍力量存在的目的。正如美國海軍所指出的，作戰(zhàn)能力不會成為應(yīng)對未來沖突的限制因素，難點在于其互通性。美國空軍領(lǐng)導層似乎也相信這一點，兩個軍種都建議要有一種開放的云概念來解決。馬克A威爾士三世上將2012年8月?lián)慰哲妳⒅\長以后,就開始處理空軍在現(xiàn)代化和重置方面的艱難抉擇聚零為整、化整為零是“戰(zhàn)斗云”概念的精髓要義美國空軍正在考慮，未來隱秘存在的戰(zhàn)斗云可能是重組各

21、作戰(zhàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵。為了作戰(zhàn)的勝利，美國空軍依賴于實時數(shù)據(jù)。當云計算后端用于美國空軍大部分的數(shù)據(jù)管理任務(wù)時，檢索歸檔信息或以安全的方式查看實時信息都變得更加容易?！皯?zhàn)斗云”將使美國空軍檢索歸檔信息或以安全的方式查看實時信息都變得更加容易美國太平洋空軍司令卡萊爾上將坦率地討論了云計算給美國空軍的作戰(zhàn)行動所帶來的影響，他說，“我們集中指揮、分散控制和分散執(zhí)行的能力你如何執(zhí)行和你能夠做什么不僅依賴于云技術(shù)，還依賴于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同以及有人和無人系統(tǒng)之間的協(xié)同”?？ㄈR爾還表達了他對云遷移的關(guān)注，他說，“今天，我們正在致力于云遷移，但我們還有很長的路要走。我們甚至無法建立我們一致同意的正確基準。當涉及到網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作和先進技術(shù)的數(shù)據(jù)鏈時，海軍和